第26章组学与医学-课件.pptVIP

第四节 代 谢 组 学 Metabonomics 代谢组学（metabonomics）就是测定一个生物/细胞中所有的小分子（Mr?1 000 d）组成，描绘其动态变化规律，建立系统代谢图谱，并确定这些变化与生物过程的联系。 一、代谢组学的任务是分析生物/细胞代谢产物的全貌 代谢组学分为四个层次： ① 代谢物靶标分析：对某个或某几个特定组分的分析； ② 代谢谱分析：对一系列预先设定的目标代谢物进行定量分析； ③ 代谢组学：对某一生物或细胞所有代谢物进行定性和定量分析； ④ 代谢指纹分析：不分离鉴定具体单一组分，而是对代谢物整体进行高通量的定性分析。 代谢组学主要以生物体液为研究对象，如血样、尿样等，另外还可采用完整的组织样品、组织提取液或细胞培养液等进行研究。 二、核磁共振、色谱及质谱是代谢组学的主要分析工具 ① NMR：是当前代谢组学研究中的主要技术。代谢组学中常用的NMR谱是氢谱（1H-NMR）、碳谱（13C-NMR）及磷谱（31P-NMR）； ② MS：按质荷比（m/z）进行各种代谢物的定性或定量分析，可得到相应的代谢产物谱； ③ 色谱-质谱联用技术：这种联用技术使样品的分离、定性、定量一次完成，具有较高的灵敏度和选择性。 目前常用的联用技术包括气相色谱-质谱联用（GC-MS）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）。 代谢组学研究的技术系统及手段 三、代谢组学数据依赖模式识别技术进行分析 代谢组学所得信息可利用模式识别技术进行数据分析，以达到对样本分类或判别的目的，包括无监督模式识别和有监督模式识别两类。 无监督方法主要用于采用原始谱图信息或预处理后的信息对样本进行归类。应用最广泛的是主成分分析（PCA）和聚类分析。 有监督的方法包括人工神经网络 （ANNs）、偏最小二乘（PLS）、判别函数分析（DFA）等。主成分分析法是模式识别方法。通过将分散于一组变量上的信息集中于几个综合指标上，利用主成分描述机体代谢的变化情况。 第五节 其 他 组 学 一、糖组学研究生命体聚糖多样性及其生物学功能 糖组学（glycomics）侧重于糖链组成及其功能的研究，其主要研究对象为聚糖，具体内容包括研究糖与糖之间、糖与蛋白质之间、糖与核酸之间的联系和相互作用。 目录 目录 目录 第二十六章 组学与医学 -omics and Medicine 第　一　节基　因　组　学 Genomics 基因组(genome) 一个细胞（或病毒）所载的全部遗传信息，它代表了一种生物所具有的全部遗传信息。对真核生物体而言，基因组是指一套完整单倍体DNA（染色体DNA）及线粒体或叶绿体DNA的全部序列，既有编码序列，也有大量存在的非编码序列。 基因组学(genomics) 是阐明整个基因组的结构、结构与功能关系以及基因之间相互作用的科学。 一、基因组学包含结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学 基因组学包括3个不同的亚领域 结构基因组学(structural genomics) 功能基因组学(functional genomics) 比较基因组学(comparative genomics) 基因组学概念 二、结构基因组学的主要任务是基因组作图和大规模测序 结构基因组学(structural genomics)是通过HGP的实施来完成的。 HGP的内容就是制作高分辨率的人类遗传图和物理图，最终完成人类和其它重要模式生物全部基因组DNA序列测定，因此HGP属于结构基因组学范畴。 （一）遗传作图和物理作图是绘制人类基因组草图的重要策略 1．遗传作图就是绘制连锁图 遗传图（genetic map）又称连锁图（linkage map）。遗传作图（genetic mapping）就是确定连锁的遗传标志位点在一条染色体上的排列顺序以及它们之间的相对遗传距离，用厘摩尔根（centi-Morgan，cM）表示，当两个遗传标记之间的重组值为1%时，图距即为1 cM。 （1）限制性片段长度多态性（RFLP） （2） 可变数目串联重复序列（VNTR） （3）单核苷酸多态性（SNP） 2．物理作图就是描绘杂交图、限制性酶切图及克隆系图 物理作图包括： ① 荧光原位杂交图（fluorescent in situ hybridization map，FISH map）：将荧光标记的探针与染色体杂交确定分子标记所在的位置； ② 限制性酶切图（restriction map）；将限制性酶切位点标定在DNA分子的相对位置； ③ 克隆相连重叠群图（clone contig map） 酵母人工染色体（yeast artificial chromosome，YAC） 细菌人工染色体（bacterial a